CATALAN數列

CATALAN數列屬於數學範疇,是組合數學中一個常出現在各種計數問題中的數列。以比利時的數學家歐仁·查理·卡塔蘭 (1814–1894)的名字來命名

簡介

Catalan數,卡特蘭數
原理:(詳細見組合數學)
令h(1)=1,catalan數滿足遞歸式:
h(n)=h(0)*h(n-1)+h(1)*h(n-2)+...+h(n-1)h(0)(其中n>=2)
整理得:
h(n)=(4*n-2)/(n+1)*h(n-1),n=2,3,...
該遞推關係的解為:
h(n)=c(2n,n)/(n+1),n=1,2,3,...

分類

總結了一下,最典型的四類套用:(實質上卻都一樣,無非是遞歸等式的套用,就看你能不能分解問題寫出遞歸式了)

1.括弧化問題。矩陣鏈乘:P=a1×a2×a3×……×an,依據乘法結合律,不改變其順序,只用括弧表示成對的乘積,試問有幾種括弧化的方案?(h(n)種)
2.出棧次序問題。
一個棧(無窮大)的進棧序列為1,2,3,..n,有多少個不同的出棧序列?

類似題目:有2n個人排成一行進入劇場。入場費5元。其中只有n個人有一張5元鈔票,另外n人只有10元鈔票,劇院無其它鈔票,問有多少中方法使得只要有10元的人買票,售票處就有5元的鈔票找零?(將持5元者到達視作將5元入棧,持10元者到達視作使棧中某5元出棧)

3.將多邊行劃分為三角形問題。
將一個凸多邊形區域分成三角形區域方法數?
類似題目:一位大城市的律師在她住所以北n個街區和以東n個街區處工作。每天她走2n個街區去上班。如他從不穿越(但可以碰到)從家到辦公室的對角線,那么有多少條可能的道路?
類似題目:在圓上選擇2n個點,將這些點成對連線起來使得所得到的n條線段不相交的方法數?

4.給頂節點組成二叉樹的問題。
給定N個節點,能構成多少種不同的二叉樹?
(能構成h(N)個)

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